渐进成形技术因其灵活的加工性以及较低的成本在塑性成形领域占据优势,但成形件的表面质量始终是制约渐进成形工业化的关键因素。同时,随着超声辅助成形技术的进一步发展,超声振动对于表面质量及成形性能提高的独特优势在多种加工工艺上已得到验证。基于此,本文针对铝合金薄板开展了超声辅助渐进成形表面质量及表面材料流动特性探究。首先,本章利用三维表面高度参数与功能参数指标对渐进成形表面形貌进行表征,分析了工艺参数以及板材轧制方向对成形工件Sa、Sku、Ssk、Sbi以及Sci的影响规律。进行了工艺参数优化,确定了接触表面和非接触表面5种表征指数的最优值的工艺参数组合,并获得了最优表面形貌的工艺参数组合。基于渐进成形工艺参数步距、工具头直径以及转速对接触表面形貌的影响,建立了表面质量三维表征参数的有效预测模型,实现了接触表面形貌的有效预测和控制。其次,将超声振动引入到渐进成形工艺中,探究了超声振动参数与关键工艺参数(步距和轧制方向)对成形工件表面形貌的影响。利用白光干涉仪获得了超声辅助渐进成形表面的周期性凹痕特征,利用高斯滤波分离了粗糙度表面与波纹度表面,对其进行表面幅度参数表征,分析了超声引起的周期性凹痕特征的作用效果,发现超声振动的施加有效地降低了表面平均偏差(Sa)以及表面偏斜度指标(Sku)。最后,探究了超声振动对表面功能参数表征的影响,确定了有无超声振动时不同表面形貌产生的表面性能的变化。随后,利用理论建模、有限元建模以及实验测试三种方法,探究了超声辅助渐进成形表面材料流动与变形特性。施加超声振动后,表面材料流动量明显增加,导致更多材料参与到变形中。材料流动量会随着振幅的提高而明显提高,而随着频率的增加而略有减小。材料流动量的增加对流动变形应力的降低有效地降低了成形力,此外由于超声振动带来的表面分离效应也是原因之一。另外,超声振动有效地降低了沿厚度方向的应力与Mises应力,而这对于表面质量以及表面性能的提高具有积极作用。最后,通过合理的实验以及测试方法,对超声辅助渐进成形件的表面性能以及成形性能进行了详细分析。首先探究超声振动对表面硬度、表面残余应力以及表面微观组织的影响,随后探究了不同工艺参数下超声振动对工件厚度及成形极限的影响,发现施加超声振动后成形件的最小厚度在不同工艺参数下均得到提高。最后,利用拉伸实验揭示了超声振动提高板材塑性的机理。